Concepts clés:
* fréquence (f): Le nombre de cycles d'onde qui passent un point fixe en une seconde. Mesuré à Hertz (Hz).
* longueur d'onde (λ): La distance entre deux crêtes ou creux consécutifs d'une vague. Mesuré en mètres (m).
* vitesse des vagues (v): La vitesse à laquelle l'onde se propage à travers un milieu. Mesuré en mètres par seconde (m / s).
* énergie (e): La quantité d'énergie transportée par une vague. Mesuré en joules (j).
* constante de Planck (h): Une constante fondamentale en physique, environ 6,63 x 10 ^ -34 J · s.
Relation entre la fréquence, la longueur d'onde et la vitesse:
La relation fondamentale est:
* v =fλ
Cela signifie:
* La fréquence est inversement proportionnelle à la longueur d'onde: Si la fréquence augmente, la longueur d'onde diminue et vice versa, en supposant que la vitesse de l'onde reste constante.
* La vitesse des vagues est constante pour un milieu donné: La vitesse d'une vague dépend du milieu qu'elle traverse. Par exemple, le son se déplace plus rapidement dans les solides que dans les gaz.
Détermination de la fréquence:
1. Mesure directe: Si vous pouvez observer directement l'onde, vous pouvez compter le nombre de cycles passant un point fixe en une seconde. Cela vous donne la fréquence à Hertz (Hz).
2. en utilisant la longueur d'onde et la vitesse d'onde: Si vous connaissez la longueur d'onde (λ) et la vitesse d'onde (v), vous pouvez calculer la fréquence (f) en utilisant l'équation:
f =v / λ
Déterminer l'énergie:
1. pour les ondes électromagnétiques (lumière):
* L'énergie d'un photon (un paquet d'énergie lumineuse) est directement proportionnelle à sa fréquence.
* e =hf
* Où:
* E est l'énergie du photon (j)
* h est la constante de Planck (6,63 x 10 ^ -34 J · s)
* F est la fréquence de la lumière (Hz)
2. pour les autres vagues (son, les vagues d'eau):
* Alors que les ondes sonores et d'eau transportent également de l'énergie, leur énergie n'est pas directement liée à leur fréquence de la même manière que les ondes électromagnétiques. L'énergie de ces vagues dépend de facteurs tels que l'amplitude des vagues (hauteur) et la densité du milieu.
Exemples:
* lumière: Une onde légère avec une fréquence de 5 x 10 ^ 14 Hz a une énergie de:
* E =(6,63 x 10 ^ -34 J · S) * (5 x 10 ^ 14 Hz) =3,315 x 10 ^ -19 J
* Sound: Une onde sonore avec une fréquence de 440 Hz est une note du milieu. Cependant, son énergie dépend de l'amplitude de l'onde (à quel point elle est bruyante).
Points clés:
* La relation entre la fréquence et l'énergie est fondamentale en physique, en particulier dans l'étude du rayonnement électromagnétique.
* Plus la fréquence d'une onde électromagnétique est élevée, plus elle transporte d'énergie.
* L'énergie d'autres types d'ondes est souvent plus complexe et peut ne pas être directement proportionnelle à la fréquence.
